Laboratuvar güç kaynağı

[guclusat]

Teknik Analiz: 0-16V / 2A Hassas Laboratuvar Güç Kaynağı​

Bu devre, kompakt yapısına rağmen profesyonel özellikler sunan, özellikle yeni başlayanlar ve orta seviye elektronikçiler için ideal bir projedir.

1. Giriş ve Yardımcı Besleme Katı​

• Doğrultma: ~AC 18V girişi, VDS1 (KBL406) köprü diyot ile doğrultulur ve devasa bir C2 (10mF / 50V) kondansatörü ile filtre edilerek temiz bir DC elde edilir.
• Negatif Ray Oluşturma: Şemanın sol altındaki VD1, VD2 ve C1 grubu, op-ampların çıkışı tam sıfıra çekebilmesi için gerekli olan küçük bir negatif voltaj hattı oluşturur.
• Hassas Referans: U1 (TL431) programlanabilir zener diyodu, devrenin voltaj ve akım ayarları için çok kararlı bir referans voltajı sağlar.

2. Kontrol ve Regülasyon (LM358)​

Devrenin kalbinde iki bölümlü LM358 yer alır:

• OP1.2 (U-Regler): Voltaj kontrol katıdır. P2 ("U") potansiyometresi üzerinden gelen ayar bilgisini çıkış voltajıyla karşılaştırarak çıkışı set edilen değerde sabit tutar.
• OP1.1 (I-Regler): Akım sınırlama katıdır. R14 (0.51 Ohm / 5W) şönt direnci üzerindeki gerilimi izler. Akım çekilen sınırı aşarsa HL2 ("CC") LED'ini yakar ve voltajı düşürerek akımı sabitler.

3. Güç Çıkış Katı​

• Darlington Yapısı: VT4 (KU607) ana güç transistörü, VT2 (KT817) sürücü transistörü ile birlikte çalışarak yüksek akımları güvenli bir şekilde sürer.
• Koruma: VD5 (KD226) diyodu, çıkışa bağlanabilecek pillerin veya endüktif yüklerin devreye ters akım basmasını önler.

Teknik Özellikler ve Öneriler​

Parametre	Değer / Detay
Giriş Voltajı	~18V AC (Tavsiye edilen)
Çıkış Aralığı	0...16V DC 0...2A
Göstergeler	PWR (HL1): Güç Açık / CC (HL2): Akım Sınırlama Aktif
Ampermetre	Şemada iki farklı ampermetre bağlantı seçeneği (seri veya şöntlü) gösterilmiştir.

Uygulama ve Montaj Notları​

• Soğutma: VT4 (KU607) transistörü lineer çalıştığı için ciddi şekilde ısınacaktır. Mutlaka yeterli büyüklükte bir alüminyum soğutucuya, termal macun ve izolatörle monte edilmelidir.
• Hassas Ayar: Eğer 16V yerine daha düşük veya yüksek bir üst sınır isterseniz, referans hattındaki direnç değerleriyle (R11, R12) oynayarak skalayı kaydırabilirsiniz.
• Şönt Direnci: R14 direnci 5W olsa da ısınabilir; hava akımı alacak bir konuma yerleştirilmesi ölçüm hassasiyetini korur.

 

[guclusat]

Bu şema, A Radio. Prakticka Elektronika (No:12.2010) dergisinde yayınlanmış, oldukça popüler ve stabil bir 0-30V / 3A laboratuvar güç kaynağı tasarımıdır. Devre, düşük gürültülü NE5532 op-amp'larını kullanarak hem voltaj hem de akım regülasyonunda yüksek hassasiyet hedefler.

Teknik Analiz: 0-30V / 3A Laboratuvar Güç Kaynağı (NE5532 Tabanlı)​

Bu devre, klasik tasarımların aksine ses devrelerinde tercih edilen yüksek kaliteli NE5532 op-amp'ını kullanarak regülasyon hızını ve kararlılığını artırır.

1. Giriş ve Negatif Referans Katı​

• Doğrultma ve Filtre: AC 24V girişi, köprü diyot (VD1-VD4) ve yüksek kapasiteli kondansatörler (C2, C3) ile doğrultulur.
• Negatif Besleme: Sol alt kısımdaki D5, D6, C5 ve ZD1 (3.3V) grubu, op-amp'ların çıkış voltajını tam 0V'a çekebilmesi için gerekli olan -3.3V negatif hattını oluşturur. Bu, devrenin gerçekten 0V'dan başlamasını sağlar.

2. Kontrol ve Regülasyon (NE5532)​

Devrede iki adet op-amp kanalı (NE5532 çift kanallı bir entegredir) aktif görev alır:

• Voltaj Regülasyonu (reg V - P2): Referans olarak TL431 (2.5V) kullanır. P2 potansiyometresi ile ayarlanan referans voltajı, op-amp'ın 3 numaralı girişine gelir ve çıkışı bu değere göre stabilize eder.
• Akım Regülasyonu (reg I - P1): R15 (0.33 Ohm / 5W) şönt direnci üzerindeki gerilim düşümünü izler. Akım sınırına ulaşıldığında, op-amp voltajı düşürerek akımı sabitler. Bu durumda LD2 (Kırmızı LED) yanar. Normal çalışma (Sabit Voltaj) modunda ise LD1 (Yeşil LED) aktiftir.

3. Çıkış Katı (Güç Katı)​

• Üçlü Transistör Yapısı: Hassas kontrol için BC546 (T2) sürücüsü, BD139 (T3) ara sürücüsü ve efsanevi 2N3055 (T4) güç transistörü birlikte çalışır.
• Çıkış Koruması: D8 diyodu, ters kutup bağlantılarına karşı devreyi korurken; C11, C12 ve R17 grubu yüksek frekanslı salınımları engelleyerek çıkışı filtreler.

Teknik Özellikler Özeti​

Parametre	Değer / Detay
Giriş Voltajı	~24V AC (Max 26V)
Çıkış Aralığı	0 ... 30V$ DC / 0...3A
Kontrol Entegresi	NE5532 (Low Noise Dual Op-Amp)
Referans Voltajı	2.5V (TL431 Hassas Referans)
Göstergeler	Yeşil (Normal / CV) - Kırmızı (Akım Sınırı / CC)

Uygulama ve Montaj Önerileri​

1. Soğutma Şart: 2N3055 (T4) transistörü tam yük altında (örneğin 5V çıkışta 3A çekerken) çok yüksek miktarda ısı üretecektir. Dev boyutta bir alüminyum soğutucu ve fan desteği şarttır.
2. Yolların Kalınlığı: Şemadaki ana akım hattı (Doğrultucudan çıkışa giden yollar) 3 Amperi taşıyacak kadar kalın (en az 2.5mm - 3mm) yapılmalıdır.
3. Kısa Devre Testi: Devreyi ilk kez çalıştırırken bir seri lamba veya düşük akımlı bir sigorta ile test etmek, olası montaj hatalarında transistörleri korur.

 

[guclusat]

Teknik Analiz: Termal Korumalı Laboratuvar Güç Kaynağı​

Bu devre, sadece voltaj vermekle kalmayıp sistem sağlığını da sürekli denetleyen bir yapıya sahiptir.

1. Aktif Soğutma ve Termal Kontrol (Fan Kontrolü)​

Devrenin sol üst kısmında fan (M1) kontrol katı bulunur:

• Termistör (RK1): Soğutucu blok üzerine yerleştirilen bu direnç, sıcaklığa bağlı olarak değer değiştirir.
• VT1 (2SD1783) & VT2 (2N7000): Sıcaklık yükseldiğinde RK1 üzerinden gelen sinyal VT2'yi ve ardından güç transistörü VT1'i tetikleyerek fanı (M1) çalıştırır.
• HL2 (Перегрев - Aşırı Isınma): Eğer sıcaklık güvenli sınırı aşarsa bu LED yanarak kullanıcıyı uyarır.

2. Güç Regülasyon Katı​

• DA3 (TL431CLP): Çıkış voltajının kararlılığını sağlamak için hassas referans kaynağı olarak görev yapar.
• VT5 (IRL2505): Ana güç elemanıdır. Bu N-Kanal MOSFET, çok düşük iç dirence sahip olduğu için yüksek akımlarda bile verimli çalışır.
• DA1 (LM7812): Kontrol devreleri ve fan için stabil bir 12V besleme hattı sağlar.

3. Akım Sınırlama ve Koruma (Protection)​

• DA2 (LM358N): Akım ve voltaj hatalarını karşılaştıran çiftli op-amp.
  • DA2.2: R4 şönt direnci üzerinden geçen akımı izler.
  • HL3 (Огранич. - Sınırlama): Akım sınırlama devreye girdiğinde yanar.
  • HL4 (Перегрузка - Aşırı Yük): Ciddi bir aşırı yük durumunda yanar.
• U1 (AOU103A1): Bir optokuplör/opto-tristör yardımıyla kontrol ve güç katları arasında izolasyon veya hızlı koruma tetiklemesi sağlanır.

4. Kullanıcı Arayüzü ve Anahtarlama​

• SA3 (Ист пит / Экв. нагр.): Çıkışı gerçek yük veya dahili bir test yükü (dummy load) arasında değiştirmeye yarayan seçim anahtarıdır.
• SA2: Akım koruma modunu (Sınırlama veya Tam Kapatma) seçmek için kullanılır.
• PA1 (mA): Çıkış akımını izlemek için analog veya dijital bir ampermetre bağlantı noktasıdır.

Teknik Özellikler Tablosu​

Özellik	Değer / Detay
Giriş Voltajı	~220V AC (Trafo: TC-180 veya benzeri)
Çıkış Voltaj Aralığı	2.5V \...30VDC
Çıkış Akım Aralığı	0.15A \.. 5A
Ana Anahtarlama Elemanı	IRL2505 (Logic-Level Power MOSFET)
Soğutma Sistemi	Termistör kontrollü otomatik fan

Uygulama Notları​

1. MOSFET Soğutması: VT5 (IRL2505) yüksek akımlarda ısınacaktır. Devredeki fan kontrolü bu yüzden hayati önem taşır.
2. Kablolama: 5 Amperlik çıkış hattı için kullanılan kabloların kesiti yeterli kalınlıkta seçilmelidir.
3. Hassasiyet: Voltaj ayarı için R18 potansiyometresinin kaliteli bir "multi-turn" (çok turlu) pot olması tavsiye edilir.

 

[George]

Eki Görüntüle 31828

Devrenin çalışma prensibinin açıklamaları: Güç açıldığında, 20.000 μF kondansatör kapasitesi şarj edilir. Kondansatör şarj olduktan sonra, LM324N LM324N işletim amplifikatörü COMPAR4 tetiklenene kadar çıkış voltajı yükselmeye başlayacaktır. 10 bacağındaki voltaj 9 ayak üzerindeki voltajı geçer geçmez, karşılaştırıcı geçiş yapacak ve LED'den geçen akımı VT3 transistörünü açmaya başlayacaktır. VT1 transistörünün yayıcısa üzerindeki voltaj belirtilen değere düşecektir. 9 ayak üzerindeki voltaj 10'dan fazla olursa, karşılaştırıcı geri döner ve VT1 yayıcıdaki voltaj yükselmeye başlar. Karşılaştırıcının çalışması, 4.7'deki ayar direnci tarafından Ohm'a maruz kalan 9 bacak üzerindeki voltajla belirlenir.


Benzer şekilde, ayarı 1 kOh'daki bir ayar direnci tarafından yapılan mevcut kontrol kanalı çalışır.


Kanaldaki iki güç transistörü yerine, bir tane yaptım, çünkü 5 amper için bir CT827A yeterli olacak.

LM7808 ve LM7815 lineer voltaj regülatörleri olarak kullanılır. LM7815, doğrultucu köprüden hemen sonra doğrudan elektrolitik kapasitörden, LM7808 stabilizatör ise LM7815 ile güçlendirildi.

LM324N operasyonel amplifikatör, mağazadaki minimum aktüasyon akımının 40 mA olduğu şekilde bana satıldı, lazer gravürlü bu tip bir operasyonel amplifikatör aramak zorunda kaldım, ancak bundan sonra her şey beklendiği gibi düzenlenmeye başladı. Ve çantası kullanılan UPS kontrol kurulundan ikinci operasyonel amplifikatörü çıkardım.

Şant olarak, 5W'ta birbirine paralel olarak iki adet 0.1 Ohm seramik direnç kullandım.
Eki Görüntüle 31829
Para obter informações visuais sobre a tensão e a corrente na fonte de alimentação, decidiu-se fazer um ampervoltímetro baseado no controlador Atiny13A e no display do celular Nokia 1200, pois havia muitos telefones ao redor.

Voltímetro + amperímetro + wattímetro para fonte de alimentação
Eki Görüntüle 31830
Eki Görüntüle 31831
Para baixar o software programador mais simples disponível na internet para programação de controladores

 

[Kazasker34]

@guclusat ustam teşekkür ederim. ellerine sağlık